题目内容

【题目】开发、使用清洁能源发展“低碳经济”,正成为科学家研究的主要课题。氢气、甲醇是优质的清洁燃料,可制作燃料电池。

1)已知:①2CH3OHl+3O2g)=2CO2g+4H2Og H1=﹣1275.6kJmol-1

2COg+O2g)=2CO2g H2=﹣566.0kJmol-1

H2Og)=H2Ol H3=﹣44.0kJmol-1

写出甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式:___

2)工业上甲醇利用水煤气合成,反应为CO(g)2H2(g)=CH3OH(g) ΔH<0。在一定条件下,将1molCO2molH2通入密闭容器中进行反应,当改变某一外界条件(温度或压强)时,CH3OH的体积分数φ(CH3OH)变化趋势如图所示:

①平衡时,MCH3OH的体积分数为10%,则CO的转化率为___

X轴上a点的数值比b___(填“大”或“小”)

③生产甲醇的原料COH2来源于:CH4g+H2OgCOg+3H2g H0,一定条件下CH4的平衡转化率与温度、压强的关系如图1。则T1___T2(填“<”、“>”、“=”,下同);ABC三点处对应平衡常数(KAKBKC)的大小关系为____

3)现以H2O2、熔融盐Na2CO3组成的燃料电池,采用电解法制备N2O5,装置如图2所示,其中YCO2

写出石墨Ⅰ电极上发生反应的电极反应式___。在电解池中生成N2O5的电极反应式为___

【答案】CH3OH1+O2g=COg+2H2O1 H=﹣442.8kJmol-1 25% KCKBKA N2O4+2HNO32e-=2N2O5+2H+

【解析】

1)根据盖斯定律得目标方程式,求得目标方程式焓变;

2)①列三段式计算一氧化碳的转化率,②根据方程式系数及反应焓变判断反应的移动方向和温度压强的关系,进而判断,③平衡常数只与温度有关,根据温度比较平衡常数;

(3)判断阴阳极,正负极根据题目信息写出电极反应式即可。

1)已知:①,根据盖斯定律,可得:

故答案为:

2)①设平衡时生成甲醇xmol,列三段式: ,根据M的体积分数为10%,即 ,解得x=0.25,故的转化率为

故答案为:25%

,升温该反应逆向移动,即温度越高甲醇体积分数小,加压该反应正向移动,即压强越大甲醇体积分数越大,由图像可知Y轴代表温度,X轴代表压强,且abcd依次增大,

故答案为:小;

③该反应为吸热反应,温度越高甲烷转化率越大,故T1<T2;对于吸热反应,温度越高平衡常数越大,且相同温度下平衡常数相同,故KCKBKA

故答案为:<;KCKBKA

(3)石墨Ⅰ电极通入氢气,发生氧化反应生成水,电极反应式为: ;电解池发生氧化反应生成,电极反应式为:

故答案为:

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